В этой статье я приведу несколько примеров реле применяемых в автомобилях, их отличия и некоторые варианты использования.
Отечественные реле и их характеристики:
- Диапазон электропитания: 8. 16В.
- Номинальное напряжение: 12В.
- Ток управления: не более 0,2А.
- Напряжение срабатывания: не менее 8,0В.
- Напряжение отпускания: 1,5. 5,0В.
- Максимальный ток в силовой цепи: 30А.
- Активное сопротивление обмотки: 80±10 Ом
90.3747-10 в пластмассовом корпусе без фланца крепления;
90.3747-в пластмассовом корпусе с фланцем крепления;
113.3747-в металлическом корпусе с фланцем крепления;
113.3747-10-в металлическом корпусе без фланца крепления;
111.3747-в металлическом корпусе с фланцем крепления;
111.3747-10-в металлическом корпусе без фланца крепления.
Силовые реле, импортные и отечественные, выполняют одинаковую функцию.
Основное их различие в качестве и коммутируемых контактах. Существуют реле с четырьмя и пятью контактами, но все реле имеют контакты обмотки, это 85 и 86 контакты.
В некоторых импортных реле между этими контактами устанавливают гасящие резисторы или диоды, а иногда и то и другое. Эти элементы используют для защиты управляющих цепей от перегрузок возникающих в момент размыкания цепи катушки реле.
 |
Схема реле содержащее диод и подключение его обмотки:
При подаче напряжения на контакты управления реле срабатывает и замыкает или размыкает электрическую цепь силовыми контактами. Силовые контакты маркируются всегда как 30, 87 и 87а. 30-й контакт всегда присутствует в реле. Он, без подачи напряжения на контакты обмотки, постоянно замкнут на контакт 87а. Если на обмотку подан сигнал, то 30 контакт отключается от 87а и подключается к 87. 87а или 87 контакт могут отсутствовать, тогда реле будет работать только на включение или выключение (замыкание или размыкание) силовой цепи.
  |
Необходимо внимательно следить за маркировкой контактов на реле, т.к. некоторые производители выпускают реле с не стандартным расположением контактов. На рисунке изображено реле фирмы BOSCH, другим расположением контактов. Контакты 30 и 86 поменяны местами.
Реле используют в тех случаях когда исполнительное устройство потребляет больший ток (до 30-40 ампер), чем способен выдать управляющий выход (потребление катушек реле как правило не превышает 200миллиампер). Примеры использования реле для коммутации различных устройств приведены в конце статьи.
 |
Важно отметить, если реле долго эксплуатировалось при коммутации силовых цепей в предельных режимах, то искра проскакивающая при замыкании или размыкании контактов создает нагар между контактами и из-за этого возможно исполнительное устройство не будет работать или будет работать не корректно. Плохой контакт выделяет на себе тепло. При этом в силовых цепях может повышаться потребляемый ток (при плохом контакте ток электродвигателя или лампочки становится импульсно-пусковым), что влечет разогрев мест плохого контакта в коммутируемых цепях и как следствие оплавление пластмассовых деталей крепления контактов. При оплавлении деталей крепления, контакты смещаются и добавляется процесс искрения, что еще больше разогревает место контакта. На рисунке показан появляющийся нагар на контактах отечественного реле. Переключающий контакт отогнут для наглядности. Белые точки — пробой нагара искрой при подключении потребителя, через эти места ответный контакт может привариваться, оставляя подключенным потребитель.
Как наиболее надежные и доступные в продаже, себя зарекомендовали импортные реле под маркой Saturn и San Hold, применяются так же реле других производителей.
Напротив — отечественные реле неудовлетворительны по таким параметрам, как герметичность и износостойкость.
Важно так же покрытие выходных контактов и ответной части (разъема или сокета). Наиболее удачное покрытие контактов реле — лужение. Примеры окисляющихся контактов реле.
Схемы инверсии сигналов и управления нагрузкой.
Схемы инверсии сигналов могут применяться для инвертирования сигналов концевиков дверей или багажника при подключении к сигнализации или в других случаях.
Так же данные схемы могут использоваться для умощнения сигнала при подключении нагрузки управляемой дополнительным каналом сигнализации. При подключении соленоида замка багажника, управления дополнительным замком капота, дополнительных противотуманных фар, дополнительных звуковых сигналов или при подключении другого электро — оборудования, необходимо устанавливать защитный предохранитель в силовой цепи (+)12Вольт (правая схема).
Схема блокировки двигателя с самоподхватом (самоблокировкой).
Для управления реле блокировки можно использовать секретную кнопку, пару геркон-магнит или штатный орган управления выдающий сигнал управления положительной полярности при включенном зажигании (например силовой сигнал на стеклоподъёмнике или обогрев заднего стекла). При управлении кнопкой или герконом, диод D2 не нужен. При управлении штатным органом для разблокировки, кнопка или геркон не нужны, диод D2 необходим.
Приложение 1.
Краткий обзор отечественных стандартных реле в корпусах как изображено ниже на фотографии.
Ниже будет приведена информация одного производителя, существуют другие производители и зарубежные аналоги. Для этой части статьи главное дать понять рядовому автолюбителю, что реле могут быть взаимозаменяемы, иметь разные схемы, разное количество контактов в зависимости от назначения.
Отечественные реле этой серии маркируют нормально замкнутый контакт как 88. В импортных реле этот контакт везде назван как 87а
Отличия и разнообразия номеров реле означает разные крепления, конструкция корпуса, степень защиты, напряжение управления катушкой, коммутируемые токи и прочие параметры. Иногда при выборе аналога необходимо учитывать некоторые параметры.
Типовые схемы реле. Цоколевка.
Схема 1
Схема 1а
По схеме 1 выпускаются следующие 5-и контактные (переключающие) реле:
С управлением 12Вольт – 90.3747, 75.3777, 75.3777-01, 75.3777-02, 75.3777-40, 75.3777-41, 75.3777-42
С управлением 24Вольт – 901.3747, 901.3747-11, 905.3747, 751.3777, 751.3777-01, 751.3777-02, 751.3777-40, 751.3777-41, 751.3777-42
По схеме 1а с помехозащитным резистором:
С управлением 12Вольт – 902.3747, 906.3747, 752.101, 752.3777, 752.3777-01, 752.3777-02, 752.3777-40, 752.3777-41, 752.3777-42
С управлением 24Вольт – 903.3747, 903.3747-01, 907.3747, 753.3777, 753.3777-01, 753.3777-02, 753.3777-40, 753.3777-41, 753.3777-42
 Схема 2 |
 Схема 2а |
По схеме 2 выпускаются следующие 4-х контактные (замыкающие/включающие) реле:
С управлением 12Вольт – 90.3747-10, , 75.3777-10, 75.3777-11, 75.3777-12, 75.3777-50, 75.3777-51, 75.3777-52, 754.3777, 754.3777-01, 754.3777-02, 754.3777-10, 754.3777-11, 754.3777-12, 754.3777-20, 754.3777-21, 754.3777-22, 754.3777-30, 754.3777-31, 754.3777-32
С управлением 24Вольт – 904.3747-10, 90.3747-11, 901.3747-11, 905.3747-10, 751.3777-10, 751.3777-11, 751.3777-12, 751.3777-50, 751.3777-51, 751.3777-52, 755.3777, 755.3777-01, 755.3777-02, 755.3777-10, 755.3777-11, 755.3777-12, 755.3777-20, 755.3777-21, 755.3777-22, 755.3777-30, 755.3777-31, 755.3777-32
По схеме 2а с помехозащитным резистором:
С управлением 12Вольт – 902.3747-10, 906.3747-10
С управлением 24Вольт – 902.3747-11, 903.3747-11, 907.3747-10
 Схема 3 |
 Схема 3а |
По схеме 3 выпускаются следующие 4-х контактные (размыкающие/выключающие) реле:
С управлением 12Вольт – 90-3747-20, 904-3747-20, 90-3747-21, 75.3777-20, 75.3777-202, 75.3777-21, 75.3777-22, 75.3777-60, 75.3777-602, 75.3777-61, 75.3777-62
С управлением 24Вольт — 901-3747-21, 905-3747-20, 751.3777-20, 751.3777-202, 751.3777-21, 751.3777-22, 751.3777-60, 751.3777-602, 751.3777-61, 751.3777-62
По схеме 3а с помехозащитным резистором:
С управлением 12Вольт – 902-3747-20, 906-3747-20, 902-3747-21, 752.3777-20, 752.3777-21, 752.3777-22, 751.3777-60, 751.3777-61, 751.3777-62,
С управлением 24Вольт – 903-3747-21, 907-3747-20, 753.3777-20, 753.3777-21, 753.3777-22, 753.3777-60, 753.3777-61, 753.3777-62,
ВНИМАНИЕ.
Реле серии 19.3777 имеют корпус аналогичный выше приведенному. Схема этих реле имеет защитный и развязывающий диоды. Такие реле имеют полярное включение обмотки. Здесь в статье эти реле не упоминаются, поскольку имеют ограниченное применение.
Реле современных автомобилей.
Отличия и разнообразия номеров реле означает разные крепления, конструкция корпуса, степень защиты, напряжение управления катушкой, коммутируемые токи и прочие параметры. Иногда при выборе аналога необходимо учитывать некоторые параметры.
 Схема 4 |
 Схема 4а |
По схеме 4 выпускаются следующие 5-и контактные (переключающие) реле:
С управлением 12Вольт — 98.3747, 982.3747
С управлением 24Вольт — 981.3747, 983.3747
По схеме 4а с помехозащитным резистором:
С управлением 12Вольт – 98. 3747-01, 98.3747-011, 982.3747-01
С управлением 24Вольт — 981.3747-01, 983.3747-01
 Схема 5 |
 Схема 5а |
По схеме 5 выпускаются следующие 4-х контактные (замыкающие/включающие) реле:
С управлением 12Вольт — 98.3747-10, 982.3747-10
С управлением 24Вольт — 981.3747-10, 983.3747-10
По схеме 5а с помехозащитным резистором:
С управлением 12Вольт — 98.3747-11, 98.3747-111, 982.3747-11
С управлением 24Вольт — 981.3747-11, 983.3747-11
 Схема 6 |
 Схема 6а |
По схеме 6 выпускаются следующие 4-х контактные (размыкающие/отключающие) реле:
С управлением 12Вольт — 98.3747-20, 982.3747-20
С управлением 24Вольт — 981.3747-20, 983.3747-20
По схеме 6а с помехозащитным резистором:
С управлением 12Вольт — 98.3747-21, 982.3747-21
С управлением 24Вольт — 981.3747-21, 983.3747-21
Приложение 2.
Здесь будут размещены фотографии реле с которыми мне приходилось работать. Это обычные реле из комплекта сигнализаций, и другого дополнительного оборудования.
Катушка реле потребляет электрическую мощность, определяемую КПД преобразования электрической энергии в механическую, потерями в толкателе и пружинной системе контактов и требуемым усилием прижима контактов реле.
Для промышленных малогабаритных реле типичны катушки с мощностями 1. 1.5 Вт или VA, в зависимости от вида рабочего тока. Катушки миниатюрных мощных реле потребляют от 0,2 до 0,6 Вт, а у сигнальных реле есть особо чувствительные конструкции мощностью до 0,08 Вт.
В каталогах приводятся мощность и сопротивление катушек реле. Необходимо отметить, что для подавляющего большинства нейтральных и моностабильных реле разрешается нахождение катушки под током в течение любого длительного промежутка времени. Исключение составляют вибростойкие реле с мощными катушками, рассчитанные в основном на применение в военной авиакосмической технике, где редко требуется непрерывная работа в течение более 2. 3 часов.
У бистабильных реле встречаются ограничения на длительность сигнала управления, вызванные малыми габаритами катушки и применением катушек с меньшим омическим сопротивлением, чем у нейтральных реле. Это приводит к возможности перегрева катушек бистабильных реле при длительной подаче на них напряжения.
При наличии в каталоге рекомендаций по ограничению времени нахождения катушки под током следует очень внимательно отнестись к этим советам. Длительный перегрев катушки приводит к появлению короткозамкнутых витков и даже расплавлению соседних с катушкой пластиковых деталей реле.
При подборе конкретного реле для проекта инженеру далеко не всегда следует выбирать реле с катушкой минимальной мощности. Некоторые типы реле выпускаются с двумя исполнениями катушки: так называемым стандартным (standard) и экономичным (low-power). В таком случае у реле с экономичными катушками всегда хуже вибростойкость, чем у реле со стандартной мощностью. Кроме того, иногда реле с маломощными исполнениями катушки имеют большее время включения и дребезга контактов, что нежелательно при включении, например, ламп накаливания. Если в реле с экономичной катушкой наравне с увеличением количества витков обмотки дополнительно ослаблена пружина (или слабее пружинный контакт), то время выключения также будет больше, а это негативно скажется при коммутации индуктивных нагрузок.
Если реле переключает активные или маломощные индуктивные нагрузки, то выбор маломощной катушки благоприятно скажется на более длительном сроке службы реле.
Устройство, обозначение и параметры реле
Для управления различными исполнительными устройствами, коммутации цепей, управления приборами в электронике активно применяется электромагнитное реле.
Устройство реле достаточно просто. Его основой является катушка, состоящая из большого количества витков изолированного провода.
Внутрь катушки устанавливается стержень из мягкого железа. В результате получается электромагнит. Также в конструкции реле присутствует якорь.Он закреплён на пружинящем контакте. Сам же пружинящий контакт закреплён на ярме. Вместе со стержнем и якорем ярмо образует магнитопровод.
Если катушку подключить к источнику тока, то образовавшееся магнитное поле намагничивает сердечник. Он в свою очередь притягивает якорь. Якорь укреплён на пружинящем контакте. Далее пружинящий контакт замыкается с другим неподвижным контактом. В зависимости от конструкции реле, якорь может по-разному механически управлять контактами.
Устройство реле.
В большинстве случаев реле монтируется в защитном корпусе. Он может быть как металлическим, так и пластмассовым. Рассмотрим устройство реле более наглядно, на примере импортного электромагнитного реле Bestar. Взглянем на то, что внутри этого реле.
Вот реле без защитного корпуса. Как видим, реле имеет катушку, стержень, пружинящий контакт, на котором закреплен якорь, а также исполнительные контакты.
На принципиальных схемах электромагнитное реле обозначается следующим образом.
Условное обозначение реле на схеме состоит как бы из двух частей. Одна часть (К1) – это условное обозначение электромагнитной катушки. Она обозначается в виде прямоугольника с двумя выводами. Вторая часть (К1.1; К1.2) – это группы контактов, которыми управляет реле. В зависимости от своей сложности реле может иметь достаточно большое количество коммутируемых контактов. Они разбиваются на группы. Как видим, на обозначении изображены две группы контактов (К1.1 и К1.2).
Как работает реле?
Принцип работы реле наглядно иллюстрирует следующая схема. Есть управляющая цепь. Это само электромагнитное реле K1, выключатель SA1 и батарея питания G1. Также есть исполнительная цепь, которым управляет реле. Исполнительная цепь состоит из нагрузки HL1 (лампа сигнальная), контактов реле K1.1 и батареи питания G2. Нагрузкой может быть, например, электрическая лампа или электродвигатель. В данном случае в качестве нагрузки используется сигнальная лампа HL1.
Как только мы замкнём управляющую цепь выключателем SA1, ток от батареи питания G1 поступит на реле K1. Реле сработает, и его контакты K1.1 замкнут исполнительную цепь. На нагрузку поступит напряжение питания от батареи G2 и лампа HL1 засветится. Если разомкнуть цепь выключателем SA1, то с реле K1 будет снято напряжение питания и контакты реле K1.1 вновь разомкнуться и лампа HL1 выключится.
Коммутируемые контакты реле могут иметь своё конструктивное исполнение. Так, например, различают нормально-разомкнутые контакты, нормально-замкнутые контакты и контакты на переключение (перекидные). Разберёмся с этим поподробнее.
Нормально разомкнутые контакты
Нормально разомкнутые контакты – это контакты реле, которые находятся в разомкнутом состоянии до тех пор, пока через катушку реле не потечёт ток. Говоря проще, когда реле выключено, контакты тоже разомкнуты. На схемах реле с нормально-разомкнутыми контактами обозначается вот так.
Нормально замкнутые контакты
Нормально замкнутые контакты – это контакты реле, находящиеся в замкнутом состоянии, пока через катушку реле не начнёт течь ток. Таким образом, получается, что при выключенном реле контакты замкнуты. Такие контакты на схемах изображают следующим образом.
Переключающиеся контакты
Переключающиеся контакты – это комбинация из нормально-замкнутых и нормально-разомкнутых контактов. У переключающихся контактов есть общий провод, который переключается с одного контакта на другой.
Современные широко распространённые реле, как правило, имеют переключающиеся контакты, но могут встречаться и реле, которые имеют в своём составе только нормально-разомкнутые контакты.
У импортных реле нормально-разомкнутые контакты реле обозначаются сокращением N.O. А нормально-замкнутые контакты N.C. Общий контакт реле имеет сокращение COM. (от слова common – «общий»).
Теперь обратимся к параметрам электромагнитных реле.
Параметры электромагнитных реле.
Как правило, размеры самих реле позволяют наносить на корпус их основные параметры. В качестве примера, рассмотрим импортное реле Bestar BS-115C. На его корпусе нанесены следующие надписи.
COIL 12VDC – это номинальное напряжение срабатывания реле (12V). Поскольку это реле постоянного тока, то указано сокращённое обозначение постоянного напряжения (сокращение DC обозначает постоянный ток/напряжение). Английское слово COIL переводится как «катушка», «соленоид». Оно указывает на то, что сокращение 12VDC имеет отношение к катушке реле.
Далее на реле указаны электрические параметры его контактов. Понятно, что мощность контактов реле может быть разная. Это зависит как от габаритных размеров контактов, так и от используемых материалов. При подключении нагрузки к контактам реле нужно знать мощность, на которую они рассчитаны. Если нагрузка потребляет мощность больше той, на которую рассчитаны контакты реле, то они будут нагреваться, искрить, "залипать". Естественно, это приведёт к скорому выходу из строя контактов реле.
Для реле, как правило, указываются параметры переменного и постоянного тока, которые способны выдержать контакты.
Так, например, контакты реле Bestar BS-115C способны коммутировать переменный ток в 12А и напряжение 120V. Эти параметры зашифрованы в надписи 12А 120VAC (сокращение AC обозначает переменный ток).
Также реле способно коммутировать постоянный ток силой 10А и напряжением 28V. Об этом свидетельствует надпись 10A 28VDC. Это были силовые характеристики реле, точнее его контактов.
Потребляемая мощность реле.
Теперь обратимся к мощности, которую потребляет реле. Как известно, мощность постоянного тока равна произведению напряжения (U) на ток (I): P=U*I. Возьмём значения номинального напряжения срабатывания (12V) и потребляемого тока (30 mA) реле Bestar BS-115C и получим его потребляемую мощность (англ. — Power consumption).
Таким образом, мощность реле Bestar BS-115C составляет 360 милливатт (mW).
Есть ещё один параметр – это чувствительность реле. По своей сути, это и есть мощность потребления реле во включённом состоянии. Понятно, что реле, которому требуется меньше мощности для срабатывания, является более чувствительным по сравнению с теми, которые потребляют большую мощность. Такой параметр, как чувствительность реле, особенно важен для устройств с автономным питанием, так как включенное реле расходует заряд батарей. К примеру, есть два реле с потребляемой мощностью 200 mW и 360 mW. Таким образом, реле мощностью 200 mW обладает большей чувствительностью, чем реле мощностью 360 mW.
Как проверить реле?
Электромагнитное реле можно проверить обычным мультиметром в режиме омметра. Так как обмотка катушки реле обладает активным сопротивлением, то его можно легко измерить. Сопротивление обмотки реле может варьироваться от нескольких десятков ом (Ω), до нескольких килоом (kΩ). Обычно самое низкое сопротивление обмотки имеют миниатюрные реле, которые рассчитаны на номинальное напряжение 3 вольта. У реле, номинальное напряжение которых составляет 48 вольт, сопротивление обмотки намного выше. Это прекрасно видно по таблице, в которой указаны параметры реле серии Bestar BS-115C.
| Номинальное напряжение (V, постоянное) | Сопротивление обмотки (Ω ±10%) | Номинальный ток (mA) | Потребляемая мощность (mW) |
| 3 | 25 | 120 | 360 |
| 5 | 70 | 72 | |
| 6 | 100 | 60 | |
| 9 | 225 | 40 | |
| 12 | 400 | 30 | |
| 24 | 1600 | 15 | |
| 48 | 6400 | 7,5 |
Отметим, что потребляемая мощность всех типов реле этой серии одинакова и составляет 360 mW.
Электромагнитное реле является электромеханическим прибором. Это, наверное, является самым большим плюсом и в то же время весомым минусом.
При интенсивной эксплуатации любые механические части изнашиваются и приходят в негодность. Кроме этого, контакты мощных реле должны выдерживать огромные токи. Поэтому их покрывают сплавами драгоценных металлов, таких как платина (Pt), серебро (Ag) и золото (Au). Из-за этого качественные реле стоят довольно дорого. Если ваше реле всё-таки вышло из строя, то замену ему можно купить здесь.
К положительным качествам электромагнитных реле можно отнести устойчивость к ложным срабатываниям и электростатическим разрядам.